Пластической составляющих

Изучение напряженно-деформированного состояния, соотношений между упругой и пластической составляющей и закономерностей их развития в условиях трения и изнашивания материалов представляет большой интерес и имеет существенное знамение для развития три-бофизики. Для экспериментального исследования деформации применяют различные методы: тензометрирование, металлографический анализ, рентгеноструктурный анализ, методы экзоэлектронной эмиссии и электросопротивления [9, 28, 29]. Б.И. Костецкий исследовал напряженно-деформированное состояние при трении скольжения методом фотоупругости. В качестве объекта исследования — трущихся тел — были использованы фотоактивные кристаллы и полимеры. Установлено, что напряженно-деформированное состояние при статическом контакте и трении значительно различается. Показано, что деформация при внешнем трении происходит путем растяжения и сжатия, и выявлены ее особенности в зоне непосредственного контакта и в зонах влияния [28].

Таким образом, возрастание ф в данном случае не сказалось на величине долговечности. Последнее можно объяснить тем, что при повышенных температурах интенсивно протекают процессы циклической ползучести, приводящие к перераспределению доли упругой и пластической составляющей при постоянной величине суммарной деформации. Если процессы циклической ползучести при определенных условиях оказывают решающее влияние, то такой же эффект можно получить и при проведении испытаний при 20°С на материалах, резко отличающихся сопротивлением ползучести. Как известно, наименьшее сопротивление низкотемпературной ползучести имеет технически чистый титан, условный предел ползучести апл которого при 'допуске на остаточную деформацию 0,1 % за 100 ч составляет 0,5 а0 2. У сплава ПТ-ЗВ апл = 0,65а02. В то же время относительное сужение ф чистого титана составляет' 60 %, в то время как у прутков сплава ПТ-ЗВ ф — 24 %.

Вероятно, эффект упрочнения от пластической составляющей деформации увеличивает долговечность, а разрыхление материала при пластической деформации способствует снижению сопротивления разрушению.

Целесообразность применения уравнения типа (3.1) в условиях сложного температурно-силового нагружения вытекает из кинетической концепции прочности твердых тел. По существу уравнения (4.18) и (4.21)—(4.23) представляют собой различные варианты уравнения типа (3.28), в которых отражены факторы, влияющие на изменение активационных параметров разрушения. Разрыхление от пластической составляющей деформации в цикле и накопление повреждений во время вьщержки при максимальной температуре влияют на межатомные силы связи и в конечном итоге — на долговечность металла, рассчитываемую по уравнению (4.16).

в дифференциации влияния упругой и пластической составляющей деформации кривая усталости предложена в виде

соответственно для упругой и пластической составляющей деформации можно принимать в указанных выше пределах. Следует отметить, что по данным работы [172] на основании теоретических соображений независимо от материала можно записать

Подобный прием смешивания сигналов динамометра и дефор-мометра, но с иными целями использован в [63]. В указанной работе осуществляется компенсация сигнала деформометра, пропорционального упругой составляющей деформации, с целью управления характером изменения во времени пластической составляющей деформации, причем производится не суммирование, а вычитание сигналов с соответствующим снижением коэффициента увеличения сигнала в системе измерения деформаций.

лишь пластической составляющей

Следовало бы предположить, что долговечность этого сплава существенно больше, чем двух других. Однако по тем же причинам размах напряжений Aw при испытании сплава ХН68МТЮК также был значительно больше, чем для сплавов ХН60ВТ и ХН50ВМТЮБ. В итоге оказалось, что при одинаковых режимах нагружения значения долговечности всех трех сплавов сопоставимы, хотя значения размахов деформаций разные. Следовательно, и детали из этих материалов имеют примерно равную термоциклическую прочность. Сплав ХН68МТЮК все же предпочтительнее вследствие меньшего формоизменения, которое, как правило, пропорционально пластической составляющей размаха деформаций.

Здесь xt и tji (i = 1, 2, . . ., n) — координаты точек, иллюстрирующих множество пар значений результатов наблюдений рассматриваемой линейной зависимости одной величины от другой. Например, одной величиной может быть упругая деформация, скажем, некоторого узла станка, которая изменяется в зависимости от другой величины — нагрузки по линейному закону, причем во время наблюдений имеют место отклонения от линейной зависимости, вызванные погрешностями измерений и присутствием пластической составляющей (за счет смятия некоторой части неровностей поверхностей контакта). При таком сглаживании с помощью прямой по наименьшим квадратам прямоугольная система координат полностью определена, так как по оси х здесь можно отложить только нагрузку, а по оси у — только деформацию, и никакие смещения или повороты осей координат не имеют физического смысла.

с повышением температуры. Таким образом, влияние частоты выражено сильнее по пластической составляющей деформации, однако вследствие относительно больших значений k (близких к единице для более умеренных температур) влияние частоты в целом оказывается незначительным.

Напряжения, вызывающие смещение атомов в новые положения равновесия, могут уравновешиваться только силами межатомных взаимодействий. Поэтому под нагрузкой при пластическом деформировании деформация состоит из упругой и пластической составляющих, причем упругая составляющая исчезает при разгрузке (при снятии деформирующих сил), а пластическая составляющая приводит к остаточному изменению формы и размеров тела. В новые положения равновесия атомы могут переходить в результате смещения в определенных параллельных плоскостях, без существенного изменения расстояний между этими плоскостями. При этом атомы не выходят из зоны силового взаимодействия и деформация происходит без нарушения сплошности металла, плотность которого практически

Долговечность в области малоцикловой усталости при нагружении с постоянной общей амплитудой деформации за цикл зависит от упругой и пластической составляющих, которые определяются из параметров петли механического гистерезиса (рис. 5):

При наложении малых упругих и пластических деформаций в пластически деформированных областях тела обычно считают, что полная деформация представляет собой сумму упругой и пластической составляющих

По теории Мальверна — Соколовского [165, 249] допускается независимость упругой и пластической составляющих скорости де-

В последних выражениях расчетной характеристикой является кривая усталости в форме двучленной зависимости Мэнсона, учитывающей влияние упругой и пластической составляющих деформаций в цикле: € = CN~ >I2 + DN~°'6 где С и D — коэффициенты, характеризующие влияние упругой и пластической составляющих циклических деформаций на долговечность материала при повторном нагружении и в общем случае зависящие от времени.

силами тела. Кривые ползучести, приведенные на рис. 26, определяют поведение пластмасс более точно, чем зависимости, рассмотренные в главе I. Однако из этих кривых нельзя узнать, состоит ли деформация из высокоэластической и пластической составляющих или только из высокоэластической составляющей.

Таким образом, общая деформация болта складывается из упругой и пластической составляющих:

Полученные зависимости числа циклов до разрушения от амплитуды (размаха, 8р, % = 2е, %) упруго-пластической деформации во всех случаях хорошо описывается аналитически уравнением в форме Лэнджера [66, 67], полученного для области циклов упруго-пластического нагружения от минимальных до величин более 10 и дифференциации влияния упругой и пластической составляющих, из известного соотношения Мэнсона-Коффина [67 и др.].

Напряжения, вызывающие смещение атомов в новые положения равновесия, могут уравновешиваться только силами межатомных взаимодействий. Поэтому под действием деформирующих сил деформация состоит из упругой и пластической составляющих, причем упругая составляющая исчезает при снятии деформирующих сил, а пластическая составляющая приводит к остаточному изменению формы и размеров тела.

В последних выражениях расчетной характеристикой является кривая усталости в форме двучленной зависимости Мэнсона, учитывающей влияние упругой и пластической составляющих деформаций в цикле: е = CN~ >12 + DN~°'6 где С и Z) — коэффициенты, характеризующие влияние упругой и пластической составляющих циклических деформаций на долговечность материала при повторном нагружении и в общем случае зависящие от времени.

Как показано на рис. 11.7, амплитуда полной деформации равна сумме упругой и пластической составляющих. Математически это было записано Морроу и др. [7] и уже приводилось в виде соотношения (8.116), т. е.